KR100228518B1 - Charging and discharging control circuit - Google Patents
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Abstract
본 발명은 충방전제어회로에 관한 것으로써, 상기 복수의 2차 배터리의 각 접속단자전압을 출력하는 버퍼회로; 상기 버퍼회로의 출력전압을 검출하는 전압검출회로; 상기 전압검출회로로 부터의 출력신호를 입력받아서 충방전을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어회로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a charge / discharge control circuit, comprising: a buffer circuit for outputting respective connection terminal voltages of the plurality of secondary batteries; A voltage detection circuit detecting an output voltage of the buffer circuit; And a control circuit configured to receive an output signal from the voltage detection circuit and output a control signal for controlling charging and discharging.
Description
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 충방전제어회로의 블록도.1 is a block diagram of a charge / discharge control circuit according to a first embodiment of the present invention.
제2도는 종래의 충전형 전원장치의 블록도.2 is a block diagram of a conventional rechargeable power supply.
제3도는 종래의 충전형 전원장치의 블록도.3 is a block diagram of a conventional rechargeable power supply.
제4도는 종래의 충전형 전원장치의 블록도.4 is a block diagram of a conventional rechargeable power supply.
제5도는 본 발명의 제2실시예에 따른 충방전 제어회로의 블록도.5 is a block diagram of a charge / discharge control circuit according to a second embodiment of the present invention.
제6도는 본 발명의 제3실시예에 따른 충방전 제어회로의 블록도.6 is a block diagram of a charge / discharge control circuit according to a third embodiment of the present invention.
제7도는 본 발명의 제4실시예에 따른 충방전 제어회로의 블록도.7 is a block diagram of a charge / discharge control circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
제8도는 본 발명의 제5실시예에 따른 충방전 제어회로의 블록도.8 is a block diagram of a charge / discharge control circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
제9도는 본 발명의 제6실시예에 따른 충방전 제어회로의 블록도.9 is a block diagram of a charge / discharge control circuit according to a sixth embodiment of the present invention.
제10도는 본 발명의 제7실시예에 따른 충방전 제어회로의 블록도.10 is a block diagram of a charge / discharge control circuit according to a seventh embodiment of the present invention.
제11도는 본 발명에 따른 충방전 제어회로의 블록도를 도시한 설명도.11 is an explanatory diagram showing a block diagram of a charge / discharge control circuit according to the present invention.
제12도는 본 발명에 따른 충방전 제어회로에 사용된 인버터의 일례도.12 is an example of an inverter used in the charge / discharge control circuit according to the present invention.
제13도는 본 발명에 따른 충방전 제어회로에 사용된 인버터의 일례도.13 is an example of an inverter used in the charge / discharge control circuit according to the present invention.
제14도는 본 발명에 따른 충방전 제어회로 및 안정화된 전원회로의 블록도.14 is a block diagram of a charge / discharge control circuit and a stabilized power supply circuit according to the present invention.
제15도는 본 발명에 따른 충방전 제어회로 및 안정화된 전원회로의 블록도.15 is a block diagram of a charge / discharge control circuit and a stabilized power supply circuit according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
101, 102 : 2차배터리 103 : 스위치회로101, 102: secondary battery 103: switch circuit
104, 105 : 분압회로 106, 107 : 기준전압원104, 105: voltage divider 106, 107: reference voltage source
108, 109 : 비교기 110 : 버퍼108, 109: comparator 110: buffer
111 : 제어회로 112A, 112B : 배터리111: control circuit 112A, 112B: battery
113, 114 : 분압회로 115, 116 : 전압검출회로113, 114: voltage divider circuit 115, 116: voltage detection circuit
117 : 제어회로 118 : 정전류회로117: control circuit 118: constant current circuit
201, 202 : 충방전제어IC 501 : 제2배터리201, 202: charge / discharge control IC 501: second battery
503 : 스위치회로 504 : 전류감지저항503: switch circuit 504: current sense resistor
506 : 정전류회로 507 : 트랜지스터506: constant current circuit 507: transistor
508 : 정전류회로 510 : 비교기508: constant current circuit 510: comparator
514 : 인버터 516 : 제어회로514: inverter 516: control circuit
601 : 분압회로 602, 603 : 전압검출회로601: voltage divider circuit 602, 603: voltage detection circuit
604 : 스위치제어회로 605 : 스위치장치604: switch control circuit 605: switch device
606 : 출력전압제어회로 607 : 스위치장치606 output voltage control circuit 607 switch device
608 : 정류기장치 609 : 출력커패시터장치608: rectifier device 609: output capacitor device
611 : 스위치장치611: Switch device
본 발명은 2차 배터리의 충방전을 제어할 수 있는 충방전 제어회로 및 그 제어회로를 이용한 충전형 전원장치에 관한 것이다.The present invention relates to a charge / discharge control circuit capable of controlling charge / discharge of a secondary battery and a charge type power supply apparatus using the control circuit.
또한, 본 발명은 직렬접속된 복수의 2차 배터리의 충방전을 제어할 수 있는 충방전제어 회로에 관한 것이다.The present invention also relates to a charge / discharge control circuit capable of controlling charge / discharge of a plurality of secondary batteries connected in series.
제2도의 블록도에 도시한 전원공급장치는 2차 배터리에 구성된 충전형 전원공급장치로 알려져 있다. 이 장치는 일본국 공개공보 4-75430 "충전형전원장치"에 개시되어 있다. 즉, 2차 배터리(101)는 스위치회로(103)를 개재해서 외부단자 -VO 및 +VO에 접속되어 있다.The power supply shown in the block diagram of FIG. 2 is known as a rechargeable power supply configured in a secondary battery. This apparatus is disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication 4-75430 "Charge Type Power Supply". That is, the secondary battery 101 is connected to the external terminals -VO and + VO via the switch circuit 103.
그리고 충방전제어회로(100)가 이 2차 배터리(101)에 병렬로 접속되어 있다. 이 충방전제어회로(100)는 2차 배터리(101)의 전압을 검출하기 위해 구성되어 있다. 2차 배터리(101)의 전압이 과충전상태 (배터리전압이 규정된 고전압보다 높은 경우) 혹은 과방전상태(배터리 전압이 규정된 저전압보다 낮은 경우)인 경우, 스위치회로(103)가 턴 오프되도록 충방전제어회로(100)에 신호가 공급된다. 따라서, 과충전 상태인 경우, 외부단자 -VO 및 +VO에 접속된 1차 전원에 의해 2차 배터리를 충전하는 동작은 스위치회로(103)가 턴오프됨으로써 중단된다.The charge / discharge control circuit 100 is connected to this secondary battery 101 in parallel. This charge / discharge control circuit 100 is configured to detect the voltage of the secondary battery 101. When the voltage of the secondary battery 101 is in an overcharge state (when the battery voltage is higher than the prescribed high voltage) or in an over discharge state (when the battery voltage is lower than the prescribed low voltage), the switch circuit 103 is turned off. The signal is supplied to the discharge control circuit 100. Therefore, in the overcharge state, the operation of charging the secondary battery by the primary power source connected to the external terminals -VO and + VO is stopped by the switch circuit 103 being turned off.
과방전 상태인 경우, 외부단자 -VO 및 +VO에 접속된 부하(예를 들어 2차 배터리 구동형 등의 휴대용 전화기)로의 에너지 공급은 상기와 동일한 방법으로 스위치회로(103)가 턴 오프됨으로써 중단된다. 즉, 충방전제어회로(100)는 2차 배터리(101)가 외부단자에 접속된 부하에 에너지를 공급함에 기인한 2차 배터리(101)의 충전저장능력의 과도한 약화뿐만 아니라, 2차 배터리(101)와 외부단자 중 어느 하나간에 접속된 스위치회로(103)를 제어함으로써 2차 배터리(101)가 외부단자를 통해 과충전되는 것을 방지한다.In the case of an over-discharge state, the supply of energy to a load (for example, a portable battery such as a secondary battery driven type) connected to the external terminals -VO and + VO is interrupted by turning off the switch circuit 103 in the same manner as described above. do. That is, the charge / discharge control circuit 100 not only weakens the charge storage capacity of the secondary battery 101 due to supplying energy to the load connected to the external terminal, but also the secondary battery ( By controlling the switch circuit 103 connected between any one of the 101 and an external terminal, the secondary battery 101 is prevented from being overcharged through the external terminal.
또 다른 일례가 제3도의 블록도에 도시된 전원공급장치이다.Another example is the power supply shown in the block diagram of FIG.
제3도에 있어서, 2차 배터리(501)는 스위치회로(503) 및 전류감지 저항(504)을 개재해서 외부단자 -VO 및 +VO에 접속되어 있다. 또한, 과전류검출회로(505) 및 충방전 검출회로가 2차 배터리(501)에 병렬로 접속되어 있다. 충방전 검출회로는 2차 배터리의 전압을 검출하도록 구성되어 있다. 2차 배터리(501)의 전압이 과충전상태 혹은 과방전상태인 경우 스위치회로(503)가 턴오프되도록 충방전검출 회로로부터 신호가 송출된다.In FIG. 3, the secondary battery 501 is connected to the external terminals -VO and + VO via the switch circuit 503 and the current sense resistor 504. In FIG. The overcurrent detection circuit 505 and the charge / discharge detection circuit are connected in parallel to the secondary battery 501. The charge / discharge detection circuit is configured to detect the voltage of the secondary battery. When the voltage of the secondary battery 501 is in an overcharge state or an overdischarge state, a signal is sent from the charge / discharge detection circuit so that the switch circuit 503 is turned off.
과충전상태가 부하에 비정상 상태가 발생한 것이 원인일 경우 전류감지 저항(504)의 단자 전압을 모니터하는 비교기(515)가 그 전압과 기준전압회로(506)의 출력전압을 비교한다. 기준전압회로(506)의 전압치가 Vref(V)라고 가정할 때, 전류감지저항(504)의 저항치는 R() (스위치회로(503)의 온 저항이 R보다 충분히 작다고 추정함)이고, 저항(504)을 흐르는 전류는 I(A)로써, 다음식When the overcharge state is caused by an abnormal state in the load, a comparator 515 for monitoring the terminal voltage of the current sensing resistor 504 compares the voltage with the output voltage of the reference voltage circuit 506. Assuming that the voltage value of the reference voltage circuit 506 is Vref (V), the resistance value of the current sensing resistor 504 is R ( (Assuming that the on-resistance of the switch circuit 503 is sufficiently smaller than R), and the current flowing through the resistor 504 is I (A),
을 만족할 때, 비교기(515)의 출력은 "H"에서 "L"로 변환되고, 스위치회로(503)는 턴오프된다. 동일한 방법으로, 과전류상태인 경우 스위치회로(503)는 외부단자 -VO 및 +VO에 접속된 부하로의 에너지 공급이 중단되도록 턴 오프된다. 그러나 커패시터가 부하로써 접속된 경우, 만일 이 캐패시터가 전혀 충전되지 않았다면 2차 배터리(501)는 이 커패시터가 충전되도록 연속으로 큰 값의 전류가 흐르도록 하며, 2차배터리(501)는 과전류상태 뿐만 아니라 전압 강하상태가 된다.When is satisfied, the output of the comparator 515 is converted from "H" to "L", and the switch circuit 503 is turned off. In the same way, in the overcurrent state, the switch circuit 503 is turned off so that the energy supply to the load connected to the external terminals -VO and + VO is stopped. However, when the capacitor is connected as a load, if the capacitor is not charged at all, the secondary battery 501 continuously flows a large value of current so that the capacitor is charged, and the secondary battery 501 is in an overcurrent state. Rather, the voltage drops.
따라서, 본 실시예에서는 과전류를 검출하도록 지연시간을 제공하여, 커패시터를 충전하는 동안에 과전류가 흐르지 않도록 구성된다.Therefore, in this embodiment, the delay time is provided to detect the overcurrent so that the overcurrent does not flow while the capacitor is being charged.
즉, 충방전 검출회로는 2차 베터리의 에너지가 외부단자에 접속된 부하에 공급됨으로써 2차 배터리의 전압이 저하됨에 따른 2차 배터리(501)의 충전저장능력의 악화 뿐만 아니라, 이 2차 배터리(501)와 외부단자 중 어느 하나 사이에 접속된 스위치회로(503)를 제어함으로써 2차 배터리(501)가 과충전 되는 것을 방지한다. 그리고, 비정상상태로 인해 부하가 전류를 많이 소비할 경우 과전류검출회로(505)가 동작하여 이 경우에도 역시 동일한 방법으로 스위치회로(503)가 턴 오프되어 방전이 중단된다.That is, the charge / discharge detection circuit not only deteriorates the charge storage capacity of the secondary battery 501 as the voltage of the secondary battery is lowered by supplying the energy of the secondary battery to the load connected to the external terminal, and thus the secondary battery. By controlling the switch circuit 503 connected between any one of 501 and an external terminal, the secondary battery 501 is prevented from being overcharged. When the load consumes a large amount of current due to an abnormal state, the overcurrent detection circuit 505 is operated. In this case, the switch circuit 503 is turned off in the same manner to stop the discharge.
제4도는 복수의 2차 배터리로 구성된 충전형전원장치 회로이다.4 is a rechargeable power supply circuit composed of a plurality of secondary batteries.
즉, 복수의 2차 배터리(101)(102)가 스위치회로(103)를 개재해서 외부단자 -VO 및 +VO에 직렬 접속되어 있다. 또한, 충방전제어회로가 이들 2차 배터리 각각에 병렬 접속되어 있다. 이 충방전제어회로는 2차 배터리의 전압을 검출하는 기능을 수행한다. 이 충방전제어회로는 예를들어 다음과 같이 구성된다.That is, the plurality of secondary batteries 101 and 102 are connected in series to the external terminals -VO and + VO via the switch circuit 103. In addition, a charge / discharge control circuit is connected in parallel to each of these secondary batteries. This charge / discharge control circuit performs a function of detecting the voltage of the secondary battery. This charge / discharge control circuit is constructed as follows, for example.
분압회로(104)(105)가 각 2차 배터리에 병렬접속되어 있고, 이 분압회로(104)(105)의 출력을 입력받는 비교기회로(108)(109)와 기준전압원(106)(107)의 출력이 입력신호로써 각 분압회로(104)(105)에 입력되도록 접속됨과 동시에 각 기준전압원(106)(107)에 접속되어 있다.The voltage divider circuits 104 and 105 are connected in parallel to the respective secondary batteries, and the comparator circuits 108 and 109 and the reference voltage source 106 and 107 receive the outputs of the voltage divider circuits 104 and 105. Is connected to each of the voltage dividing circuits 104 and 105 as an input signal, and to the respective reference voltage sources 106 and 107.
상기 비교기회로(108)(109)는 2차 배터리(101)(102)의 전압과 각 기준전압원(106)(107)의 전압을 비교하여 2차 배터리의 과충전상태(배터리 전압이 규정된 고전압보다 높은 경우) 혹은 과방전상태(배터리 전압이 규정된 저전압보다 낮은 경우)를 검출한다.The comparator circuits 108 and 109 compare the voltages of the secondary batteries 101 and 102 with the voltages of the respective reference voltage sources 106 and 107, thereby overcharging the secondary battery (high voltage at which the battery voltage is defined). Higher) or an over-discharge state (when the battery voltage is lower than the specified low voltage).
이 비교기회로(108)(109)의 출력신호는 제어회로(111)에 입력신호로 공급되고, 2차 배터리 들중 어느 하나가 과충전상태 혹은 과방전 상태인 경우 스위치회로(103)를 턴오프하기 위한 신호가 제어회로(111)로 부터 출력된다. 따라서, 과충전 상태인 경우, 제어회로(111)는 스위치회로(103)를 턴오프하여 외부단자 -VO 및 +VO에 접속된 1차 전원에 의해 2차 배터리가 충전되는 것을 중단시킨다. 과방전 상태인 경우, 제어회로(111)는 스위치회로(103)를 턴 오프하여 외부단자 -VO 및 +VO에 접속된 부하로의 에너지 공급을 중단시킨다. 즉, 이 충방전제어회로는 2차 배터리의 과방전과, 2차 배터리(101)(102)중 어느 하나와 외부단자들중 어느 하나 사이에 접속된 스위치회로(103)를 제어하여, 2차 배터리(101)(102)의 에너지가 부하에 공급됨에 따라 발생되는 충전저장능력의 과도한 악화를 방지한다.The output signal of the comparator circuits 108 and 109 is supplied to the control circuit 111 as an input signal, and the switch circuit 103 is turned off when either of the secondary batteries is in an overcharged state or an overdischarged state. The signal for outputting is output from the control circuit 111. Therefore, in the overcharge state, the control circuit 111 turns off the switch circuit 103 to stop charging of the secondary battery by the primary power source connected to the external terminals -VO and + VO. In the overdischarge state, the control circuit 111 turns off the switch circuit 103 to stop the supply of energy to the load connected to the external terminals -VO and + VO. That is, this charge / discharge control circuit controls overdischarge of the secondary battery and the switch circuit 103 connected between any one of the secondary batteries 101 and 102 and any one of the external terminals, thereby controlling the secondary battery. Prevents excessive deterioration of the charge storage capacity that occurs as the energy of (101) (102) is supplied to the load.
그러나, 이와 같은 종래 기술에 따른 충방전제어회로는 서로 직렬 접속된 다수의 2차 배터리를 제어하기 위해 전원공급 장치를 구성시키는 경우, 분압회로를 직렬 접속한다. 이 경우, 외부단자에 부하가 접속되지 않더라도 각 분압회로간의 내부 임피던스 차에 따라 2차 배터리 간의 전압을 검출하기 위해 단자에 접속된 배터리에 소정전류가 흐르게 되며, 각 2차 배터리에 흐르는 전류는 단자에 접속된 배터리에 흐르는 전류의 방향에 의거 서로 다른 값을 갖게 된다. 이 때문에 2차 배터리들중 어느 하나는 다른 하나보다 빨리 충전량을 소비하게 되며 그 결과, 이들 두 배터리간에 소정전압차가 발생된다. 이와 같은 현상을 일명 2차 배터리의 일측소비(one-sided consumption)라 일컫는다.However, such a charge / discharge control circuit according to the prior art connects a voltage divider circuit in series when a power supply device is configured to control a plurality of secondary batteries connected in series with each other. In this case, even if a load is not connected to an external terminal, a predetermined current flows through the battery connected to the terminal to detect the voltage between the secondary batteries according to the internal impedance difference between the voltage divider circuits. Different values are obtained based on the direction of the current flowing through the battery connected to the. For this reason, one of the secondary batteries consumes a charge faster than the other, and as a result, a predetermined voltage difference is generated between these two batteries. This phenomenon is referred to as one-sided consumption of a secondary battery.
일측 소비가 행해진 2차 배터리를 재차 충전할 때 이들 2차 배터리중 어느 하나는 두 배터리간의 소정전위차에 의거 다른 하나의 2차 배터리가 충분히 충전되기 전에 과충전되게 된다. 이때, 충방전 제어회로가 이 싯점에서의 과충전 상태를 검출하여 충전을 중단시키며, 이에 따라 2차 배터리의 어느 하나가 완전히 충전되지 않으므로 2차 배터리로써의 기능이 효과적으로 유용될 수 없다. 일측소비된 것을 그대로 두고 충전된 2차 배터리를 사용하는 경우 배터리 전압이 낮은 하나의 2차 배터리는 다른 2차 배터리에 비해 빨리 과방전 된다. 다른 하나의 2차 배터리가 에너지를 공급할 수 있는 상태임에도 불구하고, 충방전제어회로는 그 싯점에서의 방전을 중단시킨다.When recharging the secondary battery for which one side consumption has been made, any one of these secondary batteries becomes overcharged before the other secondary battery is sufficiently charged based on a predetermined potential difference between the two batteries. At this time, the charge / discharge control circuit detects the overcharge state at this point and stops charging. Accordingly, the function as the secondary battery cannot be effectively used since any one of the secondary batteries is not fully charged. If a rechargeable secondary battery is used while it is consumed on one side, one secondary battery with a low battery voltage will overdischarge faster than the other secondary battery. Although the other secondary battery is in a state capable of supplying energy, the charge / discharge control circuit stops discharging at that point.
따라서, 복수의 2차 배터리를 사용한 충전형 전원장치에 있어서, 2차 배터리에서 발생된 일측 소비는 2차 배터리에 저장된 전기충전을 효과적으로 사용할 수 없게 할 뿐만 아니라, 전원장치의 수명을 단축시키게 된다.Therefore, in the rechargeable power supply apparatus using a plurality of secondary batteries, one side consumption generated in the secondary batteries not only effectively disables the electric charging stored in the secondary batteries, but also shortens the life of the power supply apparatus.
극단적인 경우, 하나의 배터리가 과충전되고 다른 하나의 배터리가 과방전되는 경우 즉, 배터리가 충전도 방전도 될 수 없는 경우 배터리는 전혀 사용될 수 없다. 이와 같은 충방전 제어회로는 서로 직렬접속된 복수의 2차 배터리의 접속점들이 충방전 제어회로와 단로(disconnection)되는 경우, 2차 배터리의 과충전 상태 및 과방전 상태를 정확하게 검출할 수 없는 문제점이 있다. 그결과, 배터리 전압이 과충전 혹은 과방전 상태임에도 충방전 동작이 중단되지 않으므로 2차 배터리에 큰 스트레스가 가해지는 문제점이 있다.In extreme cases, when one battery is overcharged and the other battery is overdischarged, that is, the battery cannot be charged or discharged, the battery cannot be used at all. Such a charge / discharge control circuit has a problem in that an overcharge state and an overdischarge state of a secondary battery cannot be accurately detected when the connection points of a plurality of secondary batteries connected in series are disconnected from the charge / discharge control circuit. . As a result, even when the battery voltage is in the overcharge or overdischarge state, since the charge / discharge operation is not interrupted, there is a problem that a large stress is applied to the secondary battery.
이와 같은 충방전 제어회로는 그 전원이 2차 배터리이므로 과전류 상태를 검출하는데 있어서 다음과 같은 결점이 있다.Such a charge / discharge control circuit has the following drawbacks in detecting an overcurrent condition because its power source is a secondary battery.
2차 배터리의 배터리전압이 부하의 전류 소비가 급격히 증가할 때 그 내부임피던스에 의거 급격히 저하된다. 제어회로의 전원이 2차 배터리이므로 그 배터리전압이 급격하게 변화하는 경우 과전류검출회로의 지연시간은 그 전이 특성에 따라 장시간이 되고, 스위치회로는 발생된 열로 인해 파괴된다. 또한, 과도한 전류를 소비하는 경우 발진현상이 발생되는 문제점이 있다.The battery voltage of the secondary battery drops rapidly based on its internal impedance when the current consumption of the load increases rapidly. Since the power supply of the control circuit is a secondary battery, when the battery voltage changes rapidly, the delay time of the overcurrent detection circuit becomes a long time according to its transition characteristics, and the switch circuit is destroyed by the generated heat. In addition, when excessive current is consumed, there is a problem that oscillation occurs.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 일측 소비를 촉진시키지 않고 충방전을 제어할 수 있는 충방전제어회로를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a charge and discharge control circuit capable of controlling charge and discharge without promoting one side consumption.
본 발명의 다른 목적은, 충방전 제어회로에 직렬접속된 2차 배터리의 접속점이 단로되는 경우, 이 충방전제어회로에 과충전 및/혹은 과방전을 검출하여 충전 및/혹은 방전을 중단시킴으로써 안전하게 2차 배터리를 사용할 수 있도록 하는 충전형 전원장치를 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide safety by stopping the charging and / or discharging by detecting overcharge and / or overdischarge in the charge / discharge control circuit when the connection point of the secondary battery connected in series with the charge / discharge control circuit is disconnected. It is to provide a rechargeable power supply that can use a car battery.
본 발명의 또 다른 목적은, 부하의 전류 소비가 급격히 증가하는 경우 회로를 손상시키지 않고 신속하게 방전동작을 중단시킬 수 있는 충방전제어회로를 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a charge / discharge control circuit capable of stopping the discharging operation quickly without damaging the circuit when the current consumption of the load increases rapidly.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 매우 큰 입력 임피던스를 갖는 버퍼에, 서로 직렬접속된 복수의 2차 배터리의 배터리 접속단자를 접속시킨 충방전제어회로를 구성하여, 이 배터리 접속단자의 전기전위가 버퍼의 출력으로써 분압회로의 어느 하나의 단자에 입력되고, 이 단자와 배터리접속 단자간에 전류가 흐르지 못하도록 하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention constitutes a charge / discharge control circuit which connects battery connection terminals of a plurality of secondary batteries connected in series to a buffer having a very large input impedance, so that the electric potential of the battery connection terminal is increased. The output of the buffer is input to either terminal of the voltage divider circuit, and the current is prevented from flowing between the terminal and the battery connection terminal.
또한, 본 발명은 충방전제어회로에, 2차 배터리로 구성된 각 배터리의 접속점에 정전류회로를 접속하여 이 충방전제어회로가 배터리와 단로되고, 2차 배터리의 충방전이 중단될 때 과충전 및/ 혹은 과방전을 검출할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is connected to the charge and discharge control circuit, a constant current circuit to the connection point of each battery consisting of secondary batteries, the charge and discharge control circuit is disconnected from the battery, and when the charge and discharge of the secondary battery is overcharged and / Alternatively, the overdischarge can be detected.
또한, 본 발명은 부하전류가 급격히 증가할 때 후속회로로 부터의 신호를 수신하여 방전을 제어함으로써 방전동작을 중단시킬 뿐만 아니라, 과전류검출 단자의 전압이 급격히 상승하는 것을 검출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that when the load current is rapidly increased, not only the discharge operation is stopped by receiving a signal from a subsequent circuit to control the discharge, but also the voltage of the overcurrent detecting terminal is rapidly increased.
즉, 본 발명의 충방전 제어회로는 다음과 같이 구성된다.That is, the charge / discharge control circuit of the present invention is configured as follows.
(1) 복수의 2차 배터리가 서로 직렬 접속된 전원,(1) a power source in which a plurality of secondary batteries are connected in series with each other;
상기 복수의 2차 배터리의 각 접속단자 전압을 출력하는 버퍼,A buffer for outputting respective connection terminal voltages of the plurality of secondary batteries;
이 버퍼회로의 출력전압을 검출하는 전압검출회로,A voltage detection circuit for detecting an output voltage of the buffer circuit;
이 전압검출회로의 출력신호를 입력받아서 충방전을 제어하도록 제어신호를 출력하는 제어회로로 구성된 것을 특징으로 한다.And a control circuit for receiving the output signal of the voltage detection circuit and outputting a control signal to control charging and discharging.
(2) 복수의 2차 배터리가 서로 직렬 접속된 전원,(2) a power source in which a plurality of secondary batteries are connected in series with each other;
상기 복수의 2차 배터리의 각 전압을 검출하는 전압검출회로,A voltage detection circuit for detecting respective voltages of the plurality of secondary batteries;
이 전압검출회로의 출력신호를 입력받아 충방전을 제어하도록 제어신호를 출력하는 제어회로로 구성되고, 상기 전압검출회로의 입력측에 상기 복수의 2차 배터리의 각 접속단자 전압을 출력하기 위한 버퍼가 접속된 것을 특징으로 한다.And a control circuit for receiving the output signal of the voltage detection circuit and outputting a control signal to control charging and discharging. A buffer for outputting the voltages of the respective connection terminals of the plurality of secondary batteries to an input side of the voltage detection circuit. It is characterized by being connected.
(3) 제1전원(배터리), 제2전원(배터리)등 적어도 두개 이상의 전원이 서로 직렬접속된 전원.(3) A power source in which at least two power sources, such as a first power source (battery) and a second power source (battery), are connected in series.
각 제1전원 및 제2전원에 대해 개별적으로 구비된 제1과충전/과방전 검출회로 및 제2과충전/과방전 검출회로,A first overcharge / over-discharge detection circuit and a second overcharge / over-discharge detection circuit provided separately for each of the first power supply and the second power supply,
상기 제1과충전/과방전 검출회로 및 제2과방전/과충전 검출회로의 신호에 의거하여, 상기 제1전원 및 제2전원에 접속된 스위치회로에 제어신호를 출력하는 제어회로.And a control circuit for outputting a control signal to the switch circuit connected to the first power supply and the second power supply, based on the signals of the first overcharge / over discharge detection circuit and the second over discharge / over charge detection circuit.
상기 제1전원 및 제2전원의 접속점과 전원단자들 중 하나에 접속된 정전류회로로 구성되고, 상기 충방전 제어회로는 상기 제1전원 및 제2전원의 접속점이 상기 충방전제어회로의 접속점에서 단로될 때 전원의 충방전을 중단시키는 것을 특징으로 한다.And a constant current circuit connected to one of a connection point of the first and second power sources and a power supply terminal, wherein the charge and discharge control circuit includes a connection point of the first and second power supplies at a connection point of the charge and discharge control circuit. It is characterized by stopping the charge and discharge of the power supply when disconnected.
(4) 외부단자에 직렬접속된 과전류검출저항,(4) an overcurrent detecting resistor connected in series with an external terminal;
스위치회로,Switch circuit,
2차배터리 및,Secondary battery,
상기 스위치회로를 제어하도록 상기 2차 배터리에 병렬접속된 과전류검출회로 및 충방전검출회로로 구성되고, 상기 제어회로의 입력측에는 과전류검출 저항에 접속된 인버터와 지연회로의 각 출력단자들이 접속되며, 이 제어회로는 두개의 입력상태에 의거하여, 스위치회로에 지연시간이 다른 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.An overcurrent detection circuit and a charge / discharge detection circuit connected in parallel to the secondary battery so as to control the switch circuit, each output terminal of an inverter connected to an overcurrent detection resistor and a delay circuit connected to an input side of the control circuit, The control circuit is characterized by outputting a signal having a different delay time to the switch circuit based on two input states.
(5) 2차 배터리의 과충전상태 및 과방전상태를 검출하도록 전압검출회로와, 이 전압검출회로로 부터의 검출신호를 수신하여 스위치 장치를 제어하는 스위치 제어회로를 구비한 충방전제어회로.(5) A charge / discharge control circuit having a voltage detection circuit for detecting an overcharge state and an overdischarge state of a secondary battery, and a switch control circuit for receiving a detection signal from the voltage detection circuit and controlling a switch device.
정전압을 공급하기 위해, 충방전제어회로에 접속되고, 그 출력전압을 모니터하여 수신하고 안정화시키도록 스위치 장치를 제어하기위해 출력전압제어회로에 접속된 안정화된 전원회로로 구성되고, 이 출력전압제어회로는 2차 배터리의 과충전상태가 검출될 때 스위치 제어회로로 부터의 신호를 수신하여 스위치 장치를 제어하는 것을 특징으로 한다.It consists of a stabilized power supply circuit connected to the charge / discharge control circuit for supplying a constant voltage, and connected to the output voltage control circuit for controlling the switch device to monitor, receive and stabilize the output voltage. The circuit is characterized in that when the overcharge state of the secondary battery is detected, it receives a signal from the switch control circuit to control the switch device.
이와 같은 본 발명은, 매우 큰 입력 임피던스를 갖는 버퍼를 통해 복수의 2차 배터리의 접속단자들의 전기전위를 출력할 때, 이 배터리 접속단자를 통해 전류가 흐르지 않으므로 2차 배터리의 일측 소비를 방지할 수 있도록 복수의 2차 배터리를 통해 흐르는 전류의 량이 동일하다. 그 결과, 2차 배터리를 사용하는 전원장치의 수명이 연장된다. 또한, 2차 배터리와 충방전제어회로가 단로되더라도 2차 배터리에 큰 스트레스를 주지 않는 고안정 충전형전원장치를 제공할 수 있다.As described above, when the electric potentials of the connection terminals of the plurality of secondary batteries are output through the buffer having a very large input impedance, no current flows through the battery connection terminals, thereby preventing one side consumption of the secondary battery. So that the amount of current flowing through the plurality of secondary batteries is equal. As a result, the life of the power supply device using the secondary battery is extended. In addition, even if the secondary battery and the charge / discharge control circuit are disconnected, it is possible to provide a high-definition charging type power supply device that does not cause great stress on the secondary battery.
본 발명은, 전원전압인 2차 배터리 전압이 부하의 급격한 증가에 의거하여 급격히 변화될 때, 방전을 신속히 중단시킴으로써 스위치회로의 손상을 방지하여 전체적으로 신뢰성이 높은 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, when the secondary battery voltage, which is the power supply voltage, is suddenly changed based on a sudden increase in load, the discharge can be stopped quickly to prevent damage to the switch circuit, thereby providing a highly reliable device as a whole.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 충방전제어회로의 블록도로써, 일측소비를 방지함으로써 전원장치의 수명을 연장시킨 것이다.1 is a block diagram of a charge / discharge control circuit according to an embodiment of the present invention, which extends the life of a power supply device by preventing one side consumption.
복수의 2차 배터리(101)(102)가 스위치회로(103)를 개재해서 외부단자 -VO 및 +VO에 접속되어 있다. 이 스위치회로(103)의 저항치가 "0"인 경우, 외부단자 -VO는 2차 배터리의 최저전위를 출력하고, 외부단자 +VO는 2차 배터리의 최고전위를 출력한다. 복수의 2차 배터리들간의 전위를 검출하는 단자는 파워가 단자 -VO 및 +VO를 통해 공급되는 버퍼(110)에 접속되어 있다. 이 버퍼(110)는 복수의 분압회로(104)(105)의 접속점에 상기 2차 배터리들간의 전위를 출력한다.A plurality of secondary batteries 101 and 102 are connected to the external terminals -VO and + VO via the switch circuit 103. When the resistance value of this switch circuit 103 is "0", the external terminal -VO outputs the lowest potential of the secondary battery, and the external terminal + VO outputs the highest potential of the secondary battery. The terminal for detecting the potential between the plurality of secondary batteries is connected to a buffer 110 through which power is supplied through terminals -VO and + VO. The buffer 110 outputs a potential between the secondary batteries at a connection point of the plurality of voltage dividing circuits 104 and 105.
버퍼(110)가 MOS 전계효과 트랜지스터(FET)로 구성된 경우, 케이트와 드레인간의 임피던스와, 게이트와 소오스간의 임피던스가 무한대이므로 입력임피던스는 거의 무한대로 할 수 있고, 따라서 입력단자를 통해 흐르는 전류가 존재하지 않게 된다. 이 버퍼(110)는 입력단자의 임피던스를 매우 크게 하는 임의의 엘레멘트 즉, MOS FET와는 다른 엘레멘트로 구성될 수도 있다.When the buffer 110 is composed of a MOS field effect transistor (FET), since the impedance between the gate and the source and the gate and the source have infinite impedance, the input impedance can be almost infinite, so that there is a current flowing through the input terminal. You will not. The buffer 110 may be composed of any element that greatly increases the impedance of the input terminal, that is, an element different from the MOS FET.
분압회로(104)(105)는 2차 배터리(101)(102)에 각각 병렬접속되어 있다. 이들 분압회로(104)(105)는 버퍼(110)의 출력을 입력받는다. 분압회로(104)(105)의 출력과 기준전압원(106)(107)의 전압을 비교하는 비교기(108)(109)의 출력신호는 제어회로(111)에 입력되고, 이 제어회로(111)는 제2배터리(101)(102)에 직렬접속된 스위치회로(103)를 제어하기 위한 제어신호를 출력한다. 따라서, 복수의 분압회로(104)(105)간에 내부 임피던스차가 존재하는 경우에도 2차배터리를 흐르는 각각의 전류는 분압회로(104)(105)에 직렬로 흐르는 전류에 의해서만 결정된다. 따라서, 복수개의 2차배터리(101)(102)를 흐르는 전류치간의 차이로 인한 일측 소비를 방지할 수 있다.The divided circuits 104 and 105 are connected in parallel to the secondary batteries 101 and 102, respectively. These voltage dividing circuits 104 and 105 receive the output of the buffer 110. The output signals of the comparators 108 and 109 for comparing the output of the voltage divider circuits 104 and 105 and the voltages of the reference voltage sources 106 and 107 are input to the control circuit 111, and the control circuit 111 Outputs a control signal for controlling the switch circuit 103 serially connected to the second batteries 101, 102. FIG. Therefore, even when there is an internal impedance difference between the plurality of voltage divider circuits 104 and 105, each current flowing through the secondary battery is determined only by the current flowing in series to the voltage divider circuits 104 and 105. Therefore, one-sided consumption due to the difference between the current values flowing through the plurality of secondary batteries 101 and 102 can be prevented.
제5도에 도시한 바와같이 세개이상의 2차배터리가 사용되는 경우에도, 파워가 각 배터리접속단자와 함께 최저전위단자 -VO 및 최고 전위단자 +VO에 공급되는 버퍼(110)를 접속함으로써 본 발명을 충족시킬 수 있다.In the case where three or more secondary batteries are used as shown in FIG. 5, the present invention is provided by connecting a buffer 110 whose power is supplied to the lowest potential terminal -VO and the highest potential terminal + VO together with each battery connection terminal. Can meet.
제6도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것이다.6 shows another embodiment of the present invention.
스위치회로(103)가 복수의 2차 배터리(101)(102)에 직렬 접속되어있고, 충방전 제어IC(201)가 상기 스위치회로(103)를 제어하기 위한 제어회로로써 2차 배터리(101)(102)에 병렬접속되어 있다. 이 충방전제어IC(201)가 복수의 제2배터리를 제어할 수 있고, 이 제2배터리의 중간 전위를 검출하기 위하여 중간전위검출단자를 구비한다면, 본 발명은 파워가 배터리(101)(102)의 최고전위 및 최저 전위로부터 중간전위검출단자에 공급되는 버퍼(110)를 접속시킴으로써 충족될 수 있다. 버퍼(110)를 통해 중간전위를 검출함으로써 각 검출단자들간의 임피던스차이에 의한 전류의 차이를 억제할 수 있고, 제2배터리(101)(102)가 일측소비되는 것을 방지할 수 있다.The switch circuit 103 is connected in series to the plurality of secondary batteries 101 and 102, and the secondary battery 101 is used as a control circuit for controlling the switch circuit 103 by the charge / discharge control IC 201. (102) is connected in parallel. If the charge / discharge control IC 201 can control a plurality of second batteries, and has an intermediate potential detection terminal for detecting the intermediate potential of the second battery, the present invention provides a battery 101 (102). It can be satisfied by connecting the buffer 110, which is supplied to the intermediate potential detection terminal from the highest potential and the lowest potential. By detecting the intermediate potential through the buffer 110, it is possible to suppress the difference in current due to the impedance difference between the respective detection terminals, and to prevent the second battery 101 and 102 from being consumed on one side.
또한, 제7도에 도시한 바와 같은 제2배터리의 충방전을 제어하기 위해 또다른 충방전제어IC(201)(202)를 병렬접속시킴으로써 복수의 제2배터리(101)(102)의 충방전을 제어하기 위한 회로를 구성하는 경우, 본 발명은 파워가 제2배터리(101)(102)의 최고전위 및 최저전위로부터 복수의 제2배터리(101)(102)의 배터리접속단자에 공급되는 버퍼(110)를 접속시킴으로써 충족될 수 있다.Further, in order to control charge and discharge of the second battery as shown in FIG. 7, another charge / discharge control IC 201, 202 is connected in parallel to charge and discharge the plurality of second batteries 101, 102. FIG. When a circuit for controlling the circuit is configured, the present invention provides a buffer in which power is supplied to the battery connection terminals of the plurality of second batteries 101 and 102 from the highest potential and the lowest potential of the second batteries 101 and 102. Can be met by connecting 110.
이 경우, 복수의 충방전제어IC(201)(202)간의 내부 임피던스차가 발생되더라도 중간전위점을 통해서는 전류가 흐르지 않으므로 복수의 제2배터리를 흐르는 각각의 전류는 서로 동일하며, 제2배터리가 일측소비되는 것을 방지할 수 있다.In this case, even though an internal impedance difference between the plurality of charge / discharge control ICs 201 and 202 is generated, no current flows through the intermediate potential point, so that the currents flowing through the plurality of second batteries are the same, and the second battery is the same. One side can be prevented from being consumed.
본 발명은 제8도에 도시한 바와 같은 스위치회로를 구비한 충방전제어IC(202)에 의해 복수의 제2배터리(101)(102)를 제어하는 경우에도 충족될 수 있다. 제9도는 제2배터리가 큰 스트레스를 받지 않도록 구성된 본 발명에 따른 고안정 충반전제어 회로의 블록도이다. 두개의 배터리(112A)(112B)가 제2배터리로써 충방전 제어회로의 전원단자 +VB 및 -VB간에 직렬 접속되어 있다. 이들 두개의 배터리의 접속점은 충방전 제어회로의 단자 VI에 접속되어 있다. 배터리(112A)의 전압은 분압회로(113)에 의해 분압되고, 이 분압된 전압은 과충전 및 과방전 검출용 전압검출회로(115)에 의해 검출된다. 이 전압검출회로(115)의 출력은 제어회로(117)에 입력된다. 이 제어회로(117)는 각 배터리가 과충전상태 혹은 과방전상태일 때 외부 전원단자와 제2배터리간의 스위치(도시 생략)를 턴 오프하도록 제어신호Vs를 출력한다. 상기 제어회로(117)는 로직회로로만 구성된다. 동일한 방법으로 배터리(112B)에 대해서도, 분압회로(114) 및 전압검출회로(116)에 의해 과충전 및 과방전이 검출되도록 회로배열이 이루어진다. 그 검출결과는 디지탈신호로써 제어회로(117)에 입력된다.The present invention can be satisfied even when the plurality of second batteries 101 and 102 are controlled by the charge / discharge control IC 202 having the switch circuit as shown in FIG. 9 is a block diagram of a high-definition charge / discharge control circuit according to the present invention configured so that the second battery is not subjected to great stress. Two batteries 112A and 112B are connected in series between the power supply terminals + VB and -VB of the charge / discharge control circuit as the second battery. The connection point of these two batteries is connected to terminal VI of the charge / discharge control circuit. The voltage of the battery 112A is divided by the voltage dividing circuit 113, and the divided voltage is detected by the voltage detection circuit 115 for overcharge and overdischarge detection. The output of this voltage detection circuit 115 is input to the control circuit 117. The control circuit 117 outputs a control signal Vs to turn off the switch (not shown) between the external power supply terminal and the second battery when each battery is in an overcharged state or an overdischarged state. The control circuit 117 is composed only of a logic circuit. In the same manner, circuit arrangement is also performed for the battery 112B so that overcharge and overdischarge are detected by the voltage dividing circuit 114 and the voltage detection circuit 116. The detection result is input to the control circuit 117 as a digital signal.
따라서, 배터리(112A) 혹은 배터리(112B)가 과충전상태 혹은 과방전상태가 되는 경우, 제어회로(117)는 배터리와 외부회로간의 접속을 차단시킴으로써 과충전 혹은 과방전 진행이 중단되도록 동작한다. 두개의 배터리의 충방전 특성이 서로 완전히 동일하지는 않으므로 충방전제어동작을 분리하여 검출하고 제어할 필요가 있다.Therefore, when the battery 112A or the battery 112B is in the overcharge state or the overdischarge state, the control circuit 117 operates to interrupt the overcharge or overdischarge process by interrupting the connection between the battery and the external circuit. Since the charge and discharge characteristics of the two batteries are not completely identical to each other, it is necessary to separately detect and control the charge and discharge control operation.
정전류회로(118)는 단자 +VB로 부터 단자 -VI로 흐르는 전류치 Ic를 발생한다. 이 전류치가 너무 크면 제2배터리의 일측소비의 원인이 되므로 1A이하로 하는 것이 바람직하다.The constant current circuit 118 generates a current value Ic flowing from the terminal + VB to the terminal -VI. If this current value is too large, it may cause one side consumption of the second battery. A or less is preferable.
분압회로(113)의 저항치가 R1이고, 분압회로(114)의 저항치가 R2, 두개의 배터리(112A)(112B)의 배터리 전압은 각각 V1 및 V2이고, 만일 두개의 배터리와 충방전제어회로의 접속점(단자 VI)간의 접속점이 서로 단로되었다면, 단자 VI의 전압은 식(2)로 표시될 수 있다.The resistance of the voltage dividing circuit 113 is R1, the resistance of the voltage dividing circuit 114 is R2, and the battery voltages of the two batteries 112A and 112B are V1 and V2, respectively. If the connection points between the connection points (terminal VI) are disconnected from each other, the voltage of the terminal VI may be represented by equation (2).
이 경우, 단자 VI의 전압이 전압검출회로(116)의 과충전 검출 전압보다 큰 경우 및/혹은 전압 VI+V2-VI가 전압검출회로(115)의 과방전 검출 전압보다 낮은 상태가 동시에 발생된다면, 제어회로(117)는 외부전원 혹은 부하로 부터 제2배터리를 단로시키기 위한 제어신호를 발생한다.In this case, if the voltage of the terminal VI is greater than the overcharge detection voltage of the voltage detection circuit 116 and / or if the state where the voltage VI + V2-VI is lower than the over discharge detection voltage of the voltage detection circuit 115 occurs simultaneously, The control circuit 117 generates a control signal for disconnecting the second battery from an external power source or a load.
예를 들어, 저항치 R1 및 R2가 각각 10M이라 할 때, 배터리(112A)(112B)의 배터리전압 V1 및 V2는 각각 4V이고, 정전류치 Ic는 0.5A, VI는 다음과 같이 얻어진다.For example, the resistances R1 and R2 are each 10 M In this case, the battery voltages V1 and V2 of the batteries 112A and 112B are 4V, respectively, and the constant current value Ic is 0.5. A and VI are obtained as follows.
VI + ((4+4-0.5E-610E6)/10E62+0.5E-6)10E6 = 6.5 (V)VI + ((4 + 4-0.5E-6 10E6) / 10E6 2 + 0.5E-6) 10E6 = 6.5 (V)
과충전 검출 전압이 5V이고, 과방전 검출 전압이 3V라 할 때, 전압검출회로(115)는 배터리(112A)의 배터리전압이 1.5V이고, 과방전 상태가 발생했다고 판단하고, 전압검출회로(116)는 배터리(112B)의 배터리전압이 6.5V이고, 과방전상태가 발생했다고 판단한다. 따라서, 두개의 배터리와, 충방전제어회로의 접속점(단자 VI)간의 접속점이 서로 단로되는 경우, 충전뿐만 아니라 방전도 방지할 수 있다.When the overcharge detection voltage is 5V and the overdischarge detection voltage is 3V, the voltage detection circuit 115 determines that the battery voltage of the battery 112A is 1.5V and an overdischarge state has occurred, and the voltage detection circuit 116 ) Determines that the battery voltage of the battery 112B is 6.5V and an over-discharge state has occurred. Therefore, when the connection points between the two batteries and the connection point (terminal VI) of the charge / discharge control circuit are disconnected from each other, not only charging but also discharging can be prevented.
정전류회로(118)가 구성되지 않은 경우에는, 2차 배터리의 접속점과, 충방전제어회로의 접속점(단자 VI)이 서로 단로된다면, 식(2)에서 Ic=0, R2=10M일때, 배터리 전압 V1=7V, V2=1V이더라도 단자 VI의 전압은 4V가 된다. 즉, 배터리가 과충전상태 혹은 과방전상태이더라도 충방전중단동작이 불가능한 것이다. 그러나, 상술한 바와 같이 두개의 배터리가 직렬 접속된 경우 및 세개이상의 배터리가 직렬접속된 경우에도 각 배터리의 접속점에 정전류가 흐르도록 함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있음이 명백하다.In the case where the constant current circuit 118 is not configured, if the connection point of the secondary battery and the connection point (terminal VI) of the charge / discharge control circuit are disconnected from each other, Ic = 0, R2 = 10M in Equation (2). , The voltage of terminal VI becomes 4V even if the battery voltage V1 = 7V and V2 = 1V. That is, even when the battery is in an overcharged state or an overdischarged state, charging / discharging interruption operation is impossible. However, as described above, even when two batteries are connected in series and three or more batteries are connected in series, the same effect can be obtained by allowing a constant current to flow through the connection point of each battery.
제9도에 있어서, 정전류회로(118)는 단자 +VO에서 단자 VI로 정전류 Ic가 흐르도록하나, 제10도에 도시한 바와 같이, 단자 VI에서 단자 -VO로 정전류가 흐르도록 하여도 동일한 효과를 얻을 수 있음이 명백하다.In FIG. 9, the constant current circuit 118 allows the constant current Ic to flow from the terminal + VO to the terminal VI, but as shown in FIG. 10, the same effect is obtained even if the constant current flows from the terminal VI to the terminal -VO. It is clear that can be obtained.
상술한 바와 같이, 두개이상의 배터리 접속점과 충방전 제어회로의 접속점이 서로 단로되는 경우, 이들 배터리들의 충방전이 중단되므로 충전형 고안정 전원장치가 얻어질 수 있다.As described above, when two or more battery connection points and the connection points of the charge / discharge control circuit are disconnected from each other, the charge-discharge stable power supply device can be obtained since the charge / discharge of these batteries is stopped.
제11도는 부하의 큰 변화에도 불구하고 안정하게 동작할 수 있도록 구성된 본 발명의 실시예에 따른 충방전 제어 회로의 블록도이다. 배터리(501)는 2차 배터리로써 전원단자 +VO와 충방전제어회로(518)의 VSS간에 접속되어 있다. 제2배터리(501)가 과충전상태 혹은 과방전상태가 되는 경우 2차 배터리의 전압이 충방전 제어회로(518)에 의해 검출되어 스위치회로(503)가 턴 오프되도록 동작한다.11 is a block diagram of a charge / discharge control circuit according to an embodiment of the present invention configured to operate stably despite a large change in load. The battery 501 is a secondary battery and is connected between the power supply terminal + VO and the VSS of the charge / discharge control circuit 518. When the second battery 501 is in the overcharge state or the overdischarge state, the voltage of the secondary battery is detected by the charge / discharge control circuit 518 to operate the switch circuit 503 to be turned off.
과전류상태를 검출하기 위하여, 비교기(515)는 전류감지저항(504)의 단자전압과 기준전압회로(506)의 기준전압을 비교한다. 여기서, 스위치회로(503)는 FET등으로 구성될 수 있다. 그 같은 경우 스위치회로(503)는 유한저항치를 가지므로 전류감지저항(504)은 불필요하게 된다.In order to detect the overcurrent state, the comparator 515 compares the terminal voltage of the current sense resistor 504 with the reference voltage of the reference voltage circuit 506. Here, the switch circuit 503 may be composed of FETs and the like. In such a case, since the switch circuit 503 has a finite resistance value, the current sense resistor 504 becomes unnecessary.
저항(511)은 스위치회로(503)에 병렬 접속되어 있으며, 이 저항치는 스위치회로(503)의 저항치에 비교할 때 상당히 크다. 일단 턴 오프된 스위치회로(503)는 이 저항(511)에 의해 복구될 수 있다.The resistor 511 is connected in parallel with the switch circuit 503, and this resistance value is considerably large compared with the resistance value of the switch circuit 503. The switch circuit 503 once turned off can be restored by this resistor 511.
과전류검출기능은 과전류상태가 발생된 후 소정 지연시간 동안 스위치회로(503)를 턴 오프하는 것이 필요하다. 따라서, 전류감지저항(504)의 전압은 기준전압(517)보다 높게 유지되고, 그 상태가 발생된 후 소정지연시간동안 스위치회로(503)가 턴 오프되도록 트랜지스터(507), 정전류회로(508), 비교기(510)등으로 구성된 회로가 동작한다.The overcurrent detection function needs to turn off the switch circuit 503 for a predetermined delay time after the overcurrent condition is generated. Accordingly, the voltage of the current sensing resistor 504 is maintained higher than the reference voltage 517, and the transistor 507 and the constant current circuit 508 are turned off for a predetermined delay time after the state is generated. The circuit composed of the comparator 510 and the like operate.
지연회로는 트랜지스터(507), 정전류회로(508), 비교기(510)로만 구성될 필요는 없고, 소정지연시간을 검출할 수 있는 어떤 회로라도 무방하다.The delay circuit need not be comprised solely of the transistor 507, the constant current circuit 508, and the comparator 510, and may be any circuit capable of detecting a predetermined delay time.
전류감지저항(504)의 단자전압은 또한, 인버터(514)에 입력된다.The terminal voltage of the current sense resistor 504 is also input to the inverter 514.
또한, 인버터(514)의 신호와 지연회로(516)의 출력(512)들은 제어회로(516)에 입력된다. 이 제어회로(516)는 상기 인버터(514)의 출력이 "L"로 되거나 혹은 비교기(510)의 출력이 "L"로 되는 경우 스위치회로(503)가 턴 오프되도록 동작한다. 이 제어회로(516)는 로직신호를 단순하게 제어하기 위한 회로로써 스위치회로(503)에 적합하도록 그 출력형태가 변경될 수 있다. 인버터(514)의 변환전압은 기준전압의 출력전압(517)보다 높은 것으로 가정한다.In addition, the signal of the inverter 514 and the outputs 512 of the delay circuit 516 are input to the control circuit 516. The control circuit 516 operates so that the switch circuit 503 is turned off when the output of the inverter 514 becomes "L" or the output of the comparator 510 becomes "L". The control circuit 516 is a circuit for simply controlling a logic signal, and its output form can be changed to suit the switch circuit 503. It is assumed that the conversion voltage of the inverter 514 is higher than the output voltage 517 of the reference voltage.
이들 회로들이 이와 같은 방법으로 세트되었다면, 정상상태에서는 기준 전압회로(506)의 전압이 항상 전류감지저항(504)의 단자전압 및 인버터(514)의 변환전압보다 높으므로 스위치회로(503)는 온 되나, 반면에, 과전류상태가 발생하여 전류감지저항(504)의 단자전압이 기준전압의 출력전압(517)보다 높고 인버터(514)의 변환전압보다는 낮아지는 경우, 이들 회로들은 이 과전류상태가 발생된 후 소정지연시간동안 스위치회로(503)가 턴 오프되도록 동작한다. 또한, 동일한 방법으로 전류감지저항(504)의 단자전압이 인버터(514)의 변환전압보다 높은 경우 이들 회로들은 스위치회로(503)가 즉시 턴 오프되도록 동작한다.If these circuits were set in this way, the switch circuit 503 is turned on in normal state because the voltage of the reference voltage circuit 506 is always higher than the terminal voltage of the current sense resistor 504 and the converted voltage of the inverter 514. However, on the other hand, if an overcurrent condition occurs such that the terminal voltage of the current sense resistor 504 is higher than the output voltage 517 of the reference voltage and lower than the converted voltage of the inverter 514, these circuits generate this overcurrent condition. After that, the switch circuit 503 is turned off for a predetermined delay time. Also, in the same manner, when the terminal voltage of the current sensing resistor 504 is higher than the conversion voltage of the inverter 514, these circuits operate so that the switch circuit 503 is turned off immediately.
상기 인버터(514)는 제13도에 도시한 바와 같은 회로를 구성시킴과 동시에 제12도에 도시한 보상회로를 구성시킴으로써 충족될 수 있다. 이 인버터회로가 그 출력을 소정전압으로 변환하는 임의의 회로로 구성된다 하더라도 본 발명이 충족될 수 있다. 제15도는 본 발명에 따른 충방전제어회로 및 안정화된 전원회로의 블록도이다.The inverter 514 can be satisfied by constructing a circuit as shown in FIG. 13 and by constructing a compensation circuit as shown in FIG. Even if this inverter circuit is composed of any circuit which converts its output to a predetermined voltage, the present invention can be satisfied. 15 is a block diagram of a charge / discharge control circuit and a stabilized power supply circuit according to the present invention.
파워는 전원단자 -VB 및 +VB에 접속된 2차 배터리에 공급된다. 이 구성에 있어서, 충방전제어회로는 블리더저항으로 구성된 분압회로(601), 이 분압회로(601)의 두개의 출력전압을 각각 검출하는 전압검출회로(602)(603), 상기 전압검출회로(602)(603)의 각각의 출력신호에 근거하여 스위치제어신호를 출력하는 스위치제어회로(604) 및, 스위치장치(605)로 구성되어 있고, 안정화된 전원회로는 출력전압제어회로(606)와, 장치(607)(608)(609)(610)로 구성되어 있다.Power is supplied to the secondary batteries connected to the power supply terminals -VB and + VB. In this configuration, the charge / discharge control circuit includes a voltage divider circuit 601 composed of a bleeder resistor, voltage detection circuits 602 and 603 for detecting two output voltages of the voltage divider circuit 601, respectively, and the voltage detection circuit. A switch control circuit 604 for outputting a switch control signal based on the respective output signals of (602) and (603) and a switch device 605, and the stabilized power supply circuit includes an output voltage control circuit 606. And the devices 607, 608, 609, and 610.
상기 안정화된 전원회로에는 여러가지 타입이 있으나, 제14도 및 제15도는 전압감소타입의 스위칭 조정기가 사용된 예를 도시한 것이다. 이 구성에 있어서, 코일장치(610)에 에너지를 저장하기 위한 스위치장치(607), 출력커패시터장치(609)에 에너지를 방전하기 위한 정류기장치(608), 단자 -VO 및 +VO간의 출력전압을 일정하게 유지시키는 출력전압제어회로(606)로 구성된 안정화된 전원회로는, 출력전압제어회로(606)에 의해 스위치장치(607)를 턴 온 및 턴 오프함으로써 출력전압을 안정화시킨다.There are various types of stabilized power supply circuits, but FIGS. 14 and 15 show examples in which a voltage reducing type switching regulator is used. In this configuration, the output voltage between the switch device 607 for storing energy in the coil device 610, the rectifier device 608 for discharging energy to the output capacitor device 609, and the terminals -VO and + VO is measured. The stabilized power supply circuit composed of the output voltage control circuit 606 for keeping it constant maintains the output voltage by turning on and off the switch device 607 by the output voltage control circuit 606.
2차 배터리가 충전될 때 단자 -VO 및 +VO에 접속된 충전기(도시생략)는 2차 배터리의 충전을 개시한다. 전압검출회로(602)는 전원인 2차 배터리의 과충전상태를 검출하기 위한 회로로써, 과충전상태가 검출될 때 스위치제어회로(604)를 이용하며, 종래기술은 제14도에 도시한 바와 같이 스위치장치(611)를 턴 오프함으로써 2차 배터리로 부터의 전류의 흐름을 차단하게 되나, 본 발명은 충방제어회로 및 안정화된 전원회로가 서로 일체화된 제15도에 도시한 바와 같은 출력전압제어회로(606)를 통해 스위치장치(607)를 턴 오프하는 것으로써 종래의 구성인 스위치장치(611)가 삭제되어 있고, 2차 배터리로 부터의 전류의 흐름이 차단된다.When the secondary battery is charged, the charger (not shown) connected to the terminals -VO and + VO starts charging of the secondary battery. The voltage detection circuit 602 is a circuit for detecting an overcharge state of a secondary battery, which is a power source, and uses a switch control circuit 604 when an overcharge state is detected, and the prior art switches as shown in FIG. Turning off the device 611 cuts off the flow of current from the secondary battery, but the present invention provides an output voltage control circuit as shown in FIG. 15 in which the charge control circuit and the stabilized power supply circuit are integrated with each other. By turning off the switch device 607 through 606, the switch device 611 having a conventional configuration is deleted, and the flow of current from the secondary battery is interrupted.
본 발명에 따른 충방전제어회로는 서로 직렬접속된 복수의 2차 배터리와 전위검출단자가 매우 큰 입력임피던스를 갖는 버터가 접속됨으로써, 충방전제어회로의 배터리접속단자를 통해 전류가 흐르지 못하도록 하고, 각각의 2차 배터리에 동일한 량의 전류가 흐르도록 함으로써 2차 배터리의 일측 소비가 방지되는 수명연장 전원장치를 제공할 수 있다.In the charge / discharge control circuit according to the present invention, a plurality of secondary batteries connected in series with each other and a potential detection terminal are connected with butter having a very large input impedance, thereby preventing current from flowing through the battery connection terminal of the charge / discharge control circuit. By supplying the same amount of current to each secondary battery, it is possible to provide a life extension power supply device in which one side consumption of the secondary battery is prevented.
본 발명의 충방전 제어회로는 2차 배터리의 접속점과 충방전제어회로간의 접속단자간에 정전류 회로가 접속되어 있으므로 2차 배터리 및 충방전제어회로가 서로 단로되더라도 과충전상태 혹은 과방전상태가 되지 않도록 하는 효과가 있다.In the charge and discharge control circuit of the present invention, since a constant current circuit is connected between the connection point of the secondary battery and the connection terminal between the charge and discharge control circuits, the secondary battery and the charge and discharge control circuits do not become overcharged or over discharged even if they are disconnected from each other. It works.
본 발명은 전류감지 저항이 급격히 증가할 때, 즉시 방전을 중단시킬 수 있도록 구성되어 있으므로 본 발명의 충방전제어회로는 과전류가 흐르고 부하에 비정상상태(단락상태)가 발생하여 2차 배터리의 전압이 급격히 하강할 때에도 지연시간회로의 전이특성등에 관계없이 스위치회로를 즉시 턴 오프하도록 동작한다. 따라서, 본 발명은 배터리가 방전을 중단함으로써 발생되는 진동현상과, 스위치회로가 어떤 열로 인해 손상을 입는 것을 방지하여 신뢰성 있는 제품을 생산할 수 있는 효과가 있다.Since the present invention is configured to stop discharging immediately when the current sensing resistance rapidly increases, the charge / discharge control circuit of the present invention has an overcurrent and an abnormal state (short-circuit state) occurs in the load so that the voltage of the secondary battery is increased. Even when suddenly descending, the switch circuit is immediately turned off regardless of the transition characteristics of the delay time circuit. Therefore, the present invention has the effect of producing a reliable product by preventing the vibration phenomenon generated by stopping the discharge of the battery, and the switch circuit is damaged by any heat.
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